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Validación Térmica de Data Centers
Ingeniería Simulación

Validación Térmica de Data Centers

¿Cómo garantizar la refrigeración de la carga IT crítica antes de instalar el primer servidor?

En el diseño de infraestructuras críticas, la incertidumbre es el mayor enemigo de la rentabilidad. Para asegurar el éxito, la validación térmica de Data Centers es un paso fundamental. Cuando nos enfrentamos a proyectos de Alta Densidad, superando los 8-9 kW por rack, las reglas tradicionales fallan. Las hojas de cálculo ya no son suficientes. Fenómenos como la recirculación de aire caliente o el bypass de aire frío son peligrosos. La pérdida de presión estática en el falso suelo también puede comprometer la operación desde el día 1.

En este artículo, mostramos cómo nuestro equipo en Atreydes Ingeniería utiliza la Dinámica de Fluidos Computacional (CFD). Usamos algoritmos de alta precisión para realizar la validación térmica de Data Centers y optimizar diseños complejos. Así aseguramos el cumplimiento de los SLAs térmicos bajo cualquier escenario de carga.

Geometría de la validación térmica de Data Centers. Análisis realizado por Atreydes Ingeniería.
Geometría del Data Center

El Desafío: 24 Racks de Alta Densidad y 230 kW de Calor

Recientemente abordamos el análisis de una sala IT diseñada para alojar 24 racks. Cada rack tiene una carga de 9.6 kW. La sala está refrigerada mediante un sistema de impulsión por falso suelo con dos unidades CRAC perimetrales.

El reto no era solo «enfriar la sala», debíamos responder a preguntas críticas:

¿Es capaz el sistema de mantener el ΔT de 12°C necesario?
¿Están correctamente dimensionadas las rejillas del suelo para evitar cuellos de botella?
¿Qué ocurre hidráulicamente bajo el suelo técnico con los caudales masivos de las máquinas modernas?

Nuestra Metodología: Más allá de la Simulación Básica

Muchos estudios fallan porque simplifican en exceso la física. Nuestro enfoque en la validación térmica de Data Centers se basa en un modelado riguroso que replica el comportamiento real de los fluidos:

1. Modelado "Lumped" con Precisión Física
En lugar de geometrías visuales simples, modelamos los racks como medios porosos. Usamos resistencia inercial anisotrópica. Definimos matemáticamente las barreras internas de los servidores. Obligamos al aire a seguir patrones Front-to-Back realistas. Esto nos permite detectar recirculaciones internas que modelos más simples ignoran.
2. Caracterización Avanzada del Suelo Técnico
Para cargas de 9.6 kW, una baldosa estándar es un tapón. Implementamos modelos de Rejillas de Alto Flujo (High Flow) con un 60% de área libre. Calibramos los coeficientes de resistencia para simular la caída de presión exacta (12-15 Pa). Esto nos permite predecir el comportamiento del plenum. Sabremos si la presión estática será suficiente para "alimentar" a los servidores más lejanos.
3. Gestión de la Física Compleja (Troubleshooting)
Uno de los mayores valores de contar con especialistas en CFD es interpretar anomalías. Durante este estudio, detectamos y corregimos riesgos críticos como el Efecto Venturi, zonas de presión negativa cerca de los CRACs por la alta velocidad de salida.

Estrategias de Confinamiento: ¿Pasillo Frío, Caliente o Abierto?

Validamos una arquitectura de Pasillo Frío Confinado (CAC) en este caso. Sin embargo, nuestros servicios evalúan la idoneidad de la topología según la densidad de carga:

Pasillo Frío (CAC):
Ideal para densidades medias-altas. Analizamos el balance de presiones para evitar que el cerramiento se "infle" o colapse. Ajustamos la curva de ventilación de los CRACs.
Pasillo Caliente (HAC)
Recomendado para densidades extremas (>15 kW) o suelos de losa. Aquí el reto de simulación cambia. Analizamos la estratificación térmica de toda la sala para asegurar un retorno eficiente.
Pasillo Abierto
Para auditorías de centros existentes. Cuantificamos las pérdidas por mezcla de aire. Justificamos con datos el ROI de instalar cerramientos a posteriori.
Sección transversal de líneas térmicas de flujo en la validación térmica de Data Centers. Análisis realizado por Atreydes Ingeniería.
Pasillo Frío (CAC)

Resultados del Estudio

Gracias a este análisis preventivo de validación térmica de Data Centers, pudimos obtener conclusiones accionables:

Validación del Caudal
Se verificó que el caudal de 34,000 por máquina era suficiente. Se mantuvo la impulsión en 22°C y el retorno en 34°C, cumpliendo los estándares de ASHRAE.
Eliminación de Puntos Calientes
Se detectaron micro-puntos calientes en la zona superior de los racks centrales. Se corrigieron ajustando la permeabilidad de las baldosas específicas en el modelo. Esto optimizó la distribución sin coste adicional de hardware.
Estabilidad Hidráulica
Se confirmó que el plenum de 60cm era suficiente para controlar la contrapresión sin generar turbulencias que afectaran a los sensores de los CRACs.

¿Por qué externalizar sus estudios CFD con nosotros?

El software es solo la herramienta; el valor reside en la interpretación de la física.

Realizar estos estudios internamente es complejo. Requiere licencias costosas y hardware de computación de alto rendimiento. Además, exige una curva de aprendizaje pronunciada para evitar errores de convergencia.

Nuestra propuesta es simple: Nosotros nos encargamos de la complejidad matemática y computacional. Los clientes reciben un informe validado que garantiza el funcionamiento del diseño.

¿Tiene un proyecto crítico o un diseño que necesita validación térmica? Hablemos sobre cómo podemos aplicar estas metodologías avanzadas a su próximo Data Center.

Quiénes Somos

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Más de 10 años de experiencia en ingeniería, aplicando sinergia de varias áreas de la técnica junto con nuevas tecnologías para garantizar el éxito de nuestros clientes.